2022高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí)講義第12章第54講　分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

第54講分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)復(fù)習(xí)目標(biāo)1.了解共價鍵的形成、極性、類型(σ鍵和π鍵)，了解配位鍵的含義。2.能用鍵能、鍵長、鍵角等說明簡單分子的某些性質(zhì)。3.了解雜化軌道理論及簡單的雜化軌道類型(sp、sp2、sp3)。4.能用價層電子對互斥理論或者雜化軌道理論推測簡單分子或離子的立體構(gòu)型。5.了解范德華力的含義及對物質(zhì)性質(zhì)的影響。6.了解氫鍵的含義，能列舉存在氫鍵的物質(zhì)，并能解釋氫鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影響?？键c一共價鍵及其參數(shù)1．本質(zhì)在原子之間形成共用電子對(電子云的重疊)。2．特征具有飽和性和方向性。3．分類分類依據(jù)類型形成共價鍵的原子軌道重疊方式σ鍵電子云“頭碰頭”重疊π鍵電子云“肩并肩”重疊形成共價鍵的電子對是否偏移極性鍵共用電子對發(fā)生偏移非極性鍵共用電子對不發(fā)生偏移原子間共用電子對的數(shù)目單鍵原子間有一對共用電子對雙鍵原子間有兩對共用電子對三鍵原子間有三對共用電子對特別提醒(1)只有兩原子的電負(fù)性相差不大時，才能形成共用電子對，形成共價鍵，當(dāng)兩原子的電負(fù)性相差很大(大于1.7)時，不會形成共用電子對，而形成離子鍵。(2)同種非金屬元素原子間形成的共價鍵為非極性鍵，不同種非金屬元素原子間形成的共價鍵為極性鍵。4．鍵參數(shù)(1)概念(2)鍵參數(shù)對分子性質(zhì)的影響①鍵能越大，鍵長越短，分子越穩(wěn)定。②5．等電子原理原子總數(shù)相同、價電子總數(shù)相同的分子(或離子)互為等電子體。等電子體具有相似的結(jié)構(gòu)特征(立體結(jié)構(gòu)和化學(xué)鍵類型)及相近的性質(zhì)。確定等電子體的方法(舉例)：eq\x(CO)eq\o(→,\s\up7(把O換成前一個原子N),\s\do5(少了1個電子，再得1個電子))eq\x(CN－)eq\o(→,\s\up7(把N換成前一個原子C),\s\do5(少了1個電子，再得1個電子))eq\x(C\o\al(2－,2))eq\x(CO)eq\o(→,\s\up7(把C換成后一個原子N多1個電子),\s\do5(把O換成前一個原子N少1個電子))eq\x(N2)變換過程中注意電荷變化，并伴有元素種類的改變序號方法示例1豎換：把同族元素(同族原子價電子數(shù)相同)上下交換，即可得到相應(yīng)的等電子體CO2與CS2O3與SO22橫換：換相鄰主族元素，這時候價電子發(fā)生變化，再通過得失電子使價電子總數(shù)相等N2與CO3可以將分子變換為離子，也可以將離子變換為分子O3與NOeq\o\al(－,2)CH4與NHeq\o\al(＋,4)CO與CN－(1)共價鍵的成鍵原子只能是非金屬原子(×)錯因：AlCl3中是共價鍵。(2)在任何情況下，都是σ鍵比π鍵強度大(×)錯因：在N2分子中，π鍵大于σ鍵。(3)s-sσ鍵與s-pσ鍵的電子云形狀對稱性相同(√)(4)σ鍵能單獨形成，而π鍵一定不能單獨形成(√)(5)碳碳三鍵和碳碳雙鍵的鍵能分別是碳碳單鍵鍵能的3倍和2倍(×)錯因：均比3倍、2倍小。(6)所有的共價鍵都有方向性(×)錯因：s-s_σ鍵無方向性。1．N≡N鍵的鍵能為946kJ·mol－1，N—N鍵的鍵能為193kJ·mol－1，則一個π鍵的平均鍵能為__________，說明N2中________鍵比________鍵穩(wěn)定(填“σ”或“π”)。答案376.5kJ·mol－1πσ解析π鍵的平均鍵能為eq\f(946－193kJ·mol－1,2)＝376.5kJ·mol－1，所以N2中π鍵比σ鍵穩(wěn)定。2．結(jié)合事實判斷CO和N2相對活潑的是____________，試用下表中的鍵能數(shù)據(jù)解釋其相對活潑的原因：___________________________________________________________。COC—OCOC≡O(shè)鍵能/(kJ·mol－1)357.7798.91071.9N2N—NN=NN≡N鍵能/(kJ·mol－1)154.8418.4941.7答案CO斷開CO分子的第一個化學(xué)鍵所需要的能量(273.0kJ·mol－1)比斷開N2分子的第一個化學(xué)鍵所需要的能量(523.3kJ·mol－1)小解析由斷開CO分子的第一個化學(xué)鍵所需要的能量[(1071.9－798.9)kJ·mol－1＝273.0kJ·mol－1]比斷開N2分子的第一個化學(xué)鍵所需要的能量[(941.7－418.4)kJ·mol－1＝523.3kJ·mol－1]小，可知CO相對活潑。題組一用分類思想突破化學(xué)鍵的類別1．在下列物質(zhì)中：①HCl、②N2、③NH3、④Na2O2、⑤H2O2、⑥NH4Cl、⑦NaOH、⑧Ar、⑨CO2、⑩C2H4(1)只存在非極性鍵的分子是_________；既存在非極性鍵又存在極性鍵的分子是__________；只存在極性鍵的分子是__________(填序號，下同)。(2)只存在單鍵的分子是__________，存在三鍵的分子是__________，只存在雙鍵的分子是__________，既存在單鍵又存在雙鍵的分子是__________。(3)只存在σ鍵的分子是__________，既存在σ鍵又存在π鍵的分子是__________。(4)不存在化學(xué)鍵的是__________。(5)既存在離子鍵又存在極性鍵的是_________；既存在離子鍵又存在非極性鍵的是________。答案(1)②⑤⑩①③⑨(2)①③⑤②⑨⑩(3)①③⑤②⑨⑩(4)⑧(5)⑥⑦④2．現(xiàn)有以下物質(zhì)：①HF，②Cl2，③H2O，④N2，⑤C2H4，⑥C2H6，⑦H2，⑧H2O2，⑨HCN(H—C≡N)。只有σ鍵的是________(填序號，下同)；既有σ鍵，又有π鍵的是________；含有由兩個原子的s軌道重疊形成的σ鍵的是________；含有由一個原子的s軌道與另一個原子的p軌道重疊形成的σ鍵的是________；含有由一個原子的p軌道與另一個原子的p軌道重疊形成的σ鍵的是________________________。答案①②③⑥⑦⑧④⑤⑨⑦①③⑤⑥⑧⑨②④⑤⑥⑧⑨(1)在分子中，有的只存在極性鍵，如HCl、NH3等，有的只存在非極性鍵，如N2、H2等，(2)在離子化合物中，一定存在離子鍵，有的存在極性鍵，如NaOH、Na2SO4等；有的存在非極性鍵，如Na2O2、CaC2等。(3)通過物質(zhì)的結(jié)構(gòu)式，可以快速有效地判斷鍵的種類及數(shù)目；判斷成鍵方式時，需掌握：共價單鍵全為σ鍵，雙鍵中有一個σ鍵和一個π鍵，三鍵中有一個σ鍵和兩個π鍵。題組二鍵參數(shù)及應(yīng)用3．(2019·南京期末)已知幾種共價鍵的鍵能如下：化學(xué)鍵H—NN≡NCl—ClH—Cl鍵能/kJ·mol－1390.8946242.7431.8下列說法錯誤的是()A．鍵能：N≡N＞NN＞N—NB．H(g)＋Cl(g)==HCl(g)ΔH＝－431.8kJ·mol－1C．H—N鍵能小于H—Cl鍵能，所以NH3的沸點高于HClD．2NH3(g)＋3Cl2(g)==N2(g)＋6HCl(g)ΔH＝－463.9kJ·mol－1答案C解析A項，三鍵鍵長小于雙鍵鍵長小于單鍵鍵長，鍵長越短，鍵能越大，所以鍵能：N≡N＞N=N＞N—N，正確；B項，H(g)＋Cl(g)==HCl(g)的焓變?yōu)镠—Cl鍵能的相反數(shù)，則ΔH＝－431.8kJ·mol－1，正確；C項，NH3的沸點高于HCl是由于NH3形成分子間氫鍵，而HCl不能，鍵能不是主要原因，錯誤；D項，根據(jù)ΔH＝E(反應(yīng)物)－E(生成物)，則2NH3(g)＋3Cl2(g)=N2(g)＋6HCl(g)ΔH＝6E(N—H)＋3E(Cl—Cl)－E(N≡N)－6E(H—Cl)＝－463.9kJ·mol－1，正確。4．已知鍵能、鍵長部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表：共價鍵Cl—ClBr—BrI—IH—FH—ClH—BrH—IH—O鍵能(kJ·mol－1)242.7193.7152.7568431.8366298.7462.8鍵長(pm)19822826796共價鍵C—CCCC≡CC—HN—HNOO—OO=O鍵能(kJ·mol－1)347.7615812413.4390.8607142497.3鍵長(pm)154133120109101(1)下列推斷正確的是________(填字母，下同)。A．穩(wěn)定性：HF＞HCl＞HBr＞HIB．氧化性：I2＞Br2＞Cl2C．沸點：H2O＞NH3D．還原性：HI＞HBr＞HCl＞HF(2)下列有關(guān)推斷正確的是________。A．同種元素形成的共價鍵的穩(wěn)定性：三鍵＞雙鍵＞單鍵B．同種元素形成雙鍵鍵能一定小于單鍵的2倍C．鍵長越短，鍵能一定越大D．氫化物的鍵能越大，其穩(wěn)定性一定越強(3)在HX分子中，鍵長最短的是________，最長的是________；O—O鍵的鍵長________(填“大于”“小于”或“等于)O=O鍵的鍵長。答案(1)ACD(2)A(3)HFHI大于解析(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，同主族氣態(tài)氫化物的鍵能從上至下逐漸減小，穩(wěn)定性逐漸減弱，A項正確；從鍵能看，氯氣、溴單質(zhì)、碘單質(zhì)的穩(wěn)定性逐漸減弱，由原子結(jié)構(gòu)知，氧化性也逐漸減弱，B項錯誤；由表格數(shù)據(jù)知，EH—O＞EN—H，又因為rO＜rN，則H2O的沸點比NH3高，C項正確；還原性與失電子能力有關(guān)，還原性：HI＞HBr＞HCl＞HF，D項正確。(2)由碳碳鍵的數(shù)據(jù)知A項正確；由O—O鍵、OO鍵的鍵能知，B項錯誤；C—H鍵的鍵長大于N—H鍵的鍵長，但是N—H鍵的鍵能反而較小，C項錯誤；由C—H、N—H的鍵能知，CH4的鍵能較大，而穩(wěn)定性較弱，D項錯誤。(1)分子的空間構(gòu)型與鍵參數(shù)鍵長、鍵能決定了共價鍵的穩(wěn)定性，鍵長、鍵角決定了分子的立體構(gòu)型。一般來說，知道了多原子分子中的鍵角和鍵長等數(shù)據(jù)，就可確定該分子的立體構(gòu)型。(2)反應(yīng)熱與鍵能：ΔH＝反應(yīng)物總鍵能－生成物總鍵能。題組三等電子原理5．原子數(shù)相同、價電子總數(shù)相同的分子，互稱為等電子體。等電子體的結(jié)構(gòu)相似、物理性質(zhì)相近。(1)根據(jù)上述原理，僅由第二周期元素組成的共價分子中，互為等電子體的是________和________；________和________________。(2)此后，等電子原理又有所發(fā)展。例如，由短周期元素組成的微粒，只要其原子數(shù)相同，各原子最外層電子數(shù)之和相同，也可互稱為等電子體，它們也具有相似的結(jié)構(gòu)特征。在短周期元素組成的物質(zhì)中，與NOeq\o\al(－,2)互為等電子體的分子有________、________。答案(1)N2CON2OCO2(2)SO2O3解析(1)僅由第二周期元素組成的共價分子，即C、N、O、F組成的共價分子中，如：N2與CO電子總數(shù)均為14個電子，N2O與CO2電子總數(shù)均為22個電子。(2)依題意，只要原子數(shù)相同，各原子最外層電子數(shù)之和相同，即可互稱為等電子體，NOeq\o\al(－,2)為三原子，各原子最外層電子數(shù)之和為5＋6×2＋1＝18，SO2、O3也為三原子，各原子最外層電子數(shù)之和為6×3＝18。6．按要求回答下列問題(1)CaCN2中陰離子為CNeq\o\al(2－,2)，與CNeq\o\al(2－,2)互為等電子體的分子有N2O和________(填化學(xué)式)，由此可以推知CNeq\o\al(2－,2)的立體構(gòu)型名稱為________。(2)已知ClOeq\o\al(－,2)為V形，中心氯原子周圍有四對價層電子。寫出一個ClOeq\o\al(－,2)的等電子體：____________。(3)已知CS2與CO2分子結(jié)構(gòu)相似，CS2的電子式是________________。(4)H3O＋的立體構(gòu)型名稱為____________。(5)CO與N2結(jié)構(gòu)相似，CO分子內(nèi)σ鍵與π鍵的個數(shù)之比為________。答案(1)CO2直線形(2)Cl2O(或OF2)(3)(4)三角錐形(5)1∶27．等電子體的結(jié)構(gòu)相似、物理性質(zhì)相近，稱為等電子原理。如N2和CO為等電子體。下表為部分元素等電子體分類、立體構(gòu)型表。等電子體類型代表物質(zhì)立體構(gòu)型名稱4原子24電子等電子體SO3平面三角形4原子26電子等電子體SOeq\o\al(2－,3)三角錐形5原子32電子等電子體CCl4正四面體形6原子40電子等電子體PCl5三角雙錐形7原子48電子等電子體SF6八面體形試回答：(1)寫出下面物質(zhì)分子或離子的立體構(gòu)型名稱：BrOeq\o\al(－,3)________，COeq\o\al(2－,3)________，ClOeq\o\al(－,4)________。(2)由第二周期元素組成，與F2互為等電子體的離子有____________。(3)SF6的立體構(gòu)型如圖1所示，請再按照圖1的表示方法在圖2中表示OSF4分子中O、S、F原子的空間位置。已知OSF4分子中O、S間為共價雙鍵，S、F間為共價單鍵。答案(1)三角錐形平面三角形正四面體形(2)Oeq\o\al(2－,2)(3)解析(1)BrOeq\o\al(－,3)為四原子26電子體，與SOeq\o\al(2－,3)互為等電子體，由表格信息可知二者的立體構(gòu)型為三角錐形；COeq\o\al(2－,3)為四原子24電子體，與SO3互為等電子體，由表格信息可知二者的立體構(gòu)型為平面三角形；ClOeq\o\al(－,4)為五原子32電子體，與CCl4互為等電子體，由表格信息可知二者的立體構(gòu)型為正四面體形。(2)F2為雙原子14電子體，所以在與F同周期元素中，與F2互為等電子體的離子為Oeq\o\al(2－,2)。(3)SF6為七原子48電子體，立體構(gòu)型為八面體形，OSF4為六原子40電子體，其立體構(gòu)型為三角雙錐形。常見等電子體及立體構(gòu)型等電子體類型常見等電子體立體構(gòu)型二原子10電子(價電子，下同)CO、N2、CN－、Ceq\o\al(2－,2)直線形二原子14電子F2、Oeq\o\al(2－,2)、Cl2直線形三原子8電子H2O、H2S、NHeq\o\al(－,2)V形三原子16電子CO2、N2O、CNO－、Neq\o\al(－,3)、SCN－、HgCl2、BeCl2(g)直線形三原子18電子O3、SO2、NOeq\o\al(－,2)V形四原子8電子NH3、PH3、H3O＋三角錐形四原子24電子SO3(g)、COeq\o\al(2－,3)、NOeq\o\al(－,3)、BF3平面三角形四原子26電子SOeq\o\al(2－,3)、ClOeq\o\al(－,3)、BrOeq\o\al(－,3)、IOeq\o\al(－,3)、XeO3三角錐形五原子8電子CH4、SiH4、NHeq\o\al(＋,4)、BHeq\o\al(－,4)正四面體形五原子32電子CCl4、SiF4、SiOeq\o\al(4－,4)、SOeq\o\al(2－,4)、ClOeq\o\al(－,4)、POeq\o\al(3－,4)正四面體形十二原子30電子C6H6、N3B3H6(俗稱無機苯)平面六邊形七原子48電子AlFeq\o\al(3－,6)、SiFeq\o\al(2－,6)、PFeq\o\al(－,6)、SF6八面體形考點二分子的立體構(gòu)型1．價層電子對互斥理論(1)理論要點①價層電子對在空間上彼此相距最遠(yuǎn)時，排斥力最小，體系的能量最低。②孤電子對的排斥力較大，孤電子對越多，排斥力越強，鍵角越小。(2)用價層電子對互斥理論推測分子的立體構(gòu)型的關(guān)鍵是判斷分子中的中心原子上的價層電子對數(shù)。其中：a是中心原子的價電子數(shù)(陽離子要減去電荷數(shù)、陰離子要加上電荷數(shù))，b是與中心原子結(jié)合的原子最多能接受的電子數(shù)，x是與中心原子結(jié)合的原子數(shù)。(3)示例分析價層電子對數(shù)σ鍵電子對數(shù)孤電子對數(shù)電子對立體構(gòu)型名稱分子立體構(gòu)型名稱實例220直線形直線形CO2330三角形平面三角形BF321V形SO2440四面體形正四面體形CH431三角錐形NH322V形H2O2.雜化軌道理論(1)理論要點當(dāng)原子成鍵時，原子的價電子軌道相互混雜，形成與原軌道數(shù)相等且能量相同的雜化軌道。雜化軌道數(shù)不同，軌道間的夾角不同，形成分子的空間結(jié)構(gòu)也不同。(2)雜化軌道與分子立體構(gòu)型的關(guān)系雜化類型雜化軌道數(shù)目雜化軌道間夾角立體構(gòu)型名稱實例sp2180°直線形BeCl2sp23120°平面三角形BF3sp34109°28′四面體形CH43.配位鍵(1)孤電子對分子或離子中沒有跟其他原子共用的電子對稱孤電子對。(2)配位鍵①配位鍵的形成：成鍵原子一方提供孤電子對，另一方提供空軌道形成共價鍵。②配位鍵的表示：常用“→”來表示配位鍵，箭頭指向接受孤電子對的原子，如NHeq\o\al(＋,4)可表示為，在NHeq\o\al(＋,4)中，雖然有一個N—H鍵形成過程與其他3個N—H鍵形成過程不同，但是一旦形成之后，4個共價鍵就完全相同。(3)配合物如[Cu(NH3)4]SO4配體有孤電子對，如H2O、NH3、CO、F－、Cl－、CN－等。中心原子有空軌道，如Fe3＋、Cu2＋、Zn2＋、Ag＋等。(1)分子中中心原子若通過sp3雜化軌道成鍵，則該分子一定為正四面體結(jié)構(gòu)(×)錯因：如NH3、H2O中心原子均為sp3雜化，但分子構(gòu)型均不是正四面體結(jié)構(gòu)。(2)中心原子是sp雜化的，其分子構(gòu)型一定為直線形(√)(3)價層電子對互斥理論中，π鍵電子對數(shù)不計入中心原子的價層電子對數(shù)(√)(4)中心原子雜化類型相同時，孤電子對數(shù)越多，鍵角越大(×)錯因：孤電子對越多，孤電子對的排斥作用越強，鍵角越小。1．(1)填表序號物質(zhì)中心原子上的孤電子對數(shù)價層電子對數(shù)VSEPR模型名稱分子或離子的立體構(gòu)型名稱中心原子雜化類型①CS2②HCHO③NCl3④SOeq\o\al(2－,4)⑤H3O＋答案①02直線形直線形sp②03平面三角形平面三角形sp2③14四面體形三角錐形sp3④04正四面體形正四面體形sp3⑤14四面體形三角錐形sp3(2)比較下列分子或離子中鍵角大小。①H2O________H3O＋，NH3________NHeq\o\al(＋,4)。②SO3________CCl4，CS2________SO2。答案①＜＜②＞＞解析①H2O與H3O＋，NH3與NHeq\o\al(＋,4)的中心原子均采用sp3雜化，孤電子對數(shù)越多，排斥力越大，鍵角越小。②雜化不同，鍵角不同。2．NH3分子中∠HNH鍵角為107°，而配離子[Zn(NH3)6]2＋中∠HNH的鍵角為109°28′，配離子[Zn(NH3)6]2＋∠HNH鍵角變大的原因是_____________________________________。答案NH3分子中N原子的孤電子對進入Zn2＋的空軌道形成配離子后，原孤電子對對N—H鍵的成鍵電子對的排斥作用變?yōu)槌涉I電子對之間的排斥，排斥作用減弱題組一價層電子對互斥理論、雜化軌道理論的理解應(yīng)用1．根據(jù)價層電子對互斥理論填空：(1)OF2分子中，中心原子上的σ鍵電子對數(shù)為______，孤電子對數(shù)為________，價層電子對數(shù)為________，中心原子的雜化方式為________雜化，VSEPR模型為____________，分子的立體構(gòu)型為______________。(2)BF3分子中，中心原子上的σ鍵電子對數(shù)為________，孤電子對數(shù)為________，價層電子對數(shù)為________，中心原子的雜化方式為________雜化，VSEPR模型為____________，分子的立體構(gòu)型為____________。答案(1)224sp3四面體形V形(2)303sp2平面三角形平面三角形解析(1)O原子最外層有6個電子，F(xiàn)原子最外層有7個電子。OF2分子中，O和F之間形成單鍵，中心原子為O原子，與2個F原子形成σ鍵，故σ鍵電子對數(shù)為2，孤電子對數(shù)為[(6＋2)－2×2]÷2＝2，價層電子對數(shù)為σ鍵電子對數(shù)與孤電子對數(shù)之和，即2＋2＝4，中心原子的雜化方式為sp3雜化，VSEPR模型為四面體形，分子的立體構(gòu)型為V形。(2)B的最外層有3個電子，F(xiàn)的最外層有7個電子。BF3分子中，中心原子上的σ鍵電子對數(shù)為3，孤電子對數(shù)為0，價層電子對數(shù)為3，中心原子的雜化方式為sp2雜化，VSEPR模型為平面三角形，分子的立體構(gòu)型為平面三角形。2．為了解釋和預(yù)測分子的立體構(gòu)型，科學(xué)家提出了價層電子對互斥(VSEPR)模型。(1)利用VSEPR理論推斷POeq\o\al(3－,4)的VSEPR模型是________。(2)有兩種活性反應(yīng)中間體粒子，它們的粒子中均含有1個碳原子和3個氫原子。請依據(jù)下面給出的這兩種微粒的球棍模型，寫出相應(yīng)的化學(xué)式：甲：________；乙：________。(3)按要求寫出第二周期非金屬元素構(gòu)成的中性分子的化學(xué)式：平面三角形分子：__________，三角錐形分子：__________，四面體形分子：__________。(4)寫出SO3常見的等電子體的化學(xué)式，一價陰離子：________(寫出一種，下同)；二價陰離子：________，它們的中心原子采用的雜化方式都是________。答案(1)正四面體形(2)CHeq\o\al(＋,3)CHeq\o\al(－,3)(3)BF3NF3CF4(4)NOeq\o\al(－,3)COeq\o\al(2－,3)sp23．BeCl2是共價分子，可以以單體、二聚體和多聚體形式存在。它們的結(jié)構(gòu)簡式如下，請寫出單體、二聚體和多聚體中Be的雜化軌道類型：(1)Cl—Be—Cl：________；(2)：________；(3)：________。答案(1)sp雜化(2)sp2雜化(3)sp3雜化“五方法”判斷分子中中心原子的雜化類型(1)根據(jù)雜化軌道的立體構(gòu)型判斷①若雜化軌道在空間的分布為正四面體形或三角錐形，則分子的中心原子發(fā)生sp3雜化。②若雜化軌道在空間的分布呈平面三角形，則分子的中心原子發(fā)生sp2雜化。③若雜化軌道在空間的分布呈直線形，則分子的中心原子發(fā)生sp雜化。(2)根據(jù)雜化軌道之間的夾角判斷若雜化軌道之間的夾角為109°28′，則分子的中心原子發(fā)生sp3雜化；若雜化軌道之間的夾角為120°，則分子的中心原子發(fā)生sp2雜化；若雜化軌道之間的夾角為180°，則分子的中心原子發(fā)生sp雜化。(3)根據(jù)等電子原理進行判斷如CO2是直形線分子，CNS－、Neq\o\al(－,3)與CO2互為等電子體，所以其分子構(gòu)型均為直線形，中心原子均采用sp雜化。(4)根據(jù)中心原子的價電子對數(shù)判斷如中心原子的價電子對數(shù)為4，是sp3雜化，為3是sp2雜化，為2，則是sp雜化。(5)根據(jù)分子或離子中有無π鍵及π鍵數(shù)目判斷如沒有π鍵為sp3雜化，含1個π鍵為sp2雜化，含2個π鍵為sp雜化。題組二配合物理論的理解應(yīng)用4．(1)配位化學(xué)創(chuàng)始人維爾納發(fā)現(xiàn)，取CoCl3·6NH3(黃色)、CoCl3·5NH3(紫紅色)、CoCl3·4NH3(綠色)和CoCl3·4NH3(紫色)四種化合物各1mol，分別溶于水，加入足量硝酸銀溶液，立即產(chǎn)生氯化銀，沉淀的量分別為3mol、2mol、1mol和1mol。①請根據(jù)實驗事實用配合物的形式寫出它們的化學(xué)式。CoCl3·6NH3_____________________________，CoCl3·4NH3(綠色和紫色)________________。②上述配合物中，中心離子的配位數(shù)都是_________________________________________。(2)向黃色的三氯化鐵溶液中加入無色的KSCN溶液，溶液變成血紅色，該反應(yīng)在有的教材中用方程式FeCl3＋3KSCN=Fe(SCN)3＋3KCl表示。經(jīng)研究表明，F(xiàn)e(SCN)3是配合物，F(xiàn)e3＋與SCN－不僅能以1∶3的個數(shù)比配合，還可以以其他個數(shù)比配合，請按要求填空：①Fe3＋與SCN－反應(yīng)時，F(xiàn)e3＋提供________，SCN－提供________，二者通過配位鍵結(jié)合。②所得Fe3＋與SCN－的配合物中，主要是Fe3＋與SCN－以個數(shù)比1∶1配合所得離子顯紅色，含該離子的配合物的化學(xué)式是____________。答案(1)①[Co(NH3)6]Cl3[Co(NH3)4Cl2]Cl②6(2)①空軌道孤電子對②[Fe(SCN)]Cl2解析(1)①每個CoCl3·6NH3分子中有3個Cl－為外界離子，配體為6個NH3，化學(xué)式為[Co(NH3)6]Cl3；每個CoCl3·4NH3(綠色和紫色)分子中有1個Cl－為外界離子，配體為4個NH3和2個Cl－，化學(xué)式均為[Co(NH3)4Cl2]Cl。②這幾種配合物的化學(xué)式分別是[Co(NH3)6]Cl3、[Co(NH3)5Cl]Cl2、[Co(NH3)4Cl2]Cl，其配位數(shù)都是6。(2)①Fe3＋與SCN－反應(yīng)生成的配合物中，F(xiàn)e3＋提供空軌道，SCN－提供孤電子對，二者通過配位鍵結(jié)合。②Fe3＋與SCN－以個數(shù)比1∶1配合所得離子為[Fe(SCN)]2＋，故FeCl3與KSCN在水溶液中反應(yīng)生成[Fe(SCN)]Cl2與KCl。5．Ⅰ.銅單質(zhì)及其化合物在很多領(lǐng)域有重要的用途，如金屬銅用來制造電線電纜，五水硫酸銅可用作殺菌劑。(1)向CuSO4溶液中加入過量NaOH溶液可生成[Cu(OH)4]2－。不考慮立體構(gòu)型，[Cu(OH)4]2－結(jié)構(gòu)可用示意圖表示為________________。(2)膽礬CuSO4·5H2O可寫為[Cu(H2O)4]SO4·H2O，其結(jié)構(gòu)示意圖如下：下列有關(guān)膽礬的說法正確的是________(填字母)。A．所有氧原子都采取sp3雜化B．氧原子存在配位鍵和氫鍵兩種化學(xué)鍵C．Cu2＋的價電子排布式為3d84s1D．膽礬中的水在不同溫度下會分步失去Ⅱ.經(jīng)研究表明，F(xiàn)e(SCN)3是配合物，F(xiàn)e3＋與SCN－不僅能以1∶3的個數(shù)比配合，還可以以其他個數(shù)比配合。若Fe3＋與SCN－以個數(shù)比1∶5配合，則FeCl3與KSCN在水溶液中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式可以表示為_________________________________________________。答案Ⅰ.(1)(2)DⅡ.FeCl3＋5KSCN=K2[Fe(SCN)5]＋3KCl解析Ⅰ.(2)A項，與S相連的氧原子沒有雜化；B項，氫鍵不是化學(xué)鍵；C項，Cu2＋的價電子排布式為3d9；D項，由圖可知，膽礬中有1個H2O與其他微粒靠氫鍵結(jié)合，易失去，有4個H2O與Cu2＋以配位鍵結(jié)合，較難失去。考點三分子間作用力與分子的性質(zhì)1．分子間作用力(1)概念：物質(zhì)分子之間普遍存在的相互作用力，稱為分子間作用力。(2)分類：分子間作用力最常見的是范德華力和氫鍵。(3)強弱：范德華力＜?xì)滏I＜化學(xué)鍵。(4)范德華力范德華力主要影響物質(zhì)的熔點、沸點、硬度等物理性質(zhì)。范德華力越強，物質(zhì)的熔點、沸點越高，硬度越大。一般來說，組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，隨著相對分子質(zhì)量的增加，范德華力逐漸增大。(5)氫鍵①形成：已經(jīng)與電負(fù)性很強的原子形成共價鍵的氫原子(該氫原子幾乎為裸露的質(zhì)子)與另一個分子中電負(fù)性很強的原子之間的作用力，稱為氫鍵。②表示方法：A—H…B③特征：具有一定的方向性和飽和性。④分類：氫鍵包括分子內(nèi)氫鍵和分子間氫鍵兩種。⑤分子間氫鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影響主要表現(xiàn)為使物質(zhì)的熔、沸點升高，對電離和溶解度等產(chǎn)生影響。2．分子的性質(zhì)(1)分子的極性類型非極性分子極性分子形成原因正電荷中心和負(fù)電荷中心重合的分子正電荷中心和負(fù)電荷中心不重合的分子存在的共價鍵非極性鍵或極性鍵非極性鍵或極性鍵分子內(nèi)原子排列對稱不對稱(2)分子的溶解性①“相似相溶”的規(guī)律：非極性溶質(zhì)一般能溶于非極性溶劑，極性溶質(zhì)一般能溶于極性溶劑。若溶劑和溶質(zhì)分子之間可以形成氫鍵，則溶質(zhì)的溶解度增大。②隨著溶質(zhì)分子中憎水基個數(shù)的增多，溶質(zhì)在水中的溶解度減小，如甲醇、乙醇和水以任意比互溶，而戊醇在水中的溶解度明顯減小。(3)無機含氧酸分子的酸性無機含氧酸的通式可寫成(HO)mROn，如果成酸元素R相同，則n值越大，R的正電性越高，使R—O—H中O的電子向R偏移，在水分子的作用下越易電離出H＋，酸性越強，如酸性：HClO＜HClO2＜HClO3＜HClO4。(4)分子的手性①手性異構(gòu)：具有完全相同的組成和原子排列的一對分子，如同左手和右手一樣互為鏡像，在三維空間里不能重疊的現(xiàn)象。②手性分子：具有手性異構(gòu)體的分子。③手性碳原子：在有機物分子中，連有四個不同基團或原子的碳原子。含有手性碳原子的分子是手性分子，如。(1)可燃冰(CH4·nH2O，6≤n≤8)中甲烷分子與水分子間形成了氫鍵(×)錯因：可燃冰中水分子間存在氫鍵，但CH4與H2O之間不存在氫鍵。(2)乙醇分子和水分子間只存在范德華力(×)錯因：乙醇分子、水分子中都有—OH，符合形成氫鍵的條件。(3)氫鍵具有方向性和飽和性(√)(4)H2O2分子間存在氫鍵(√)(5)氫鍵的存在一定能使物質(zhì)的熔、沸點升高(×)錯因：分子內(nèi)氫鍵能使物質(zhì)的熔、沸點降低。(6)H2O比H2S穩(wěn)定是因為水分子間存在氫鍵(×)錯因：H2O比H2S穩(wěn)定是因為O—H鍵鍵能大于S—H鍵鍵能，而與氫鍵無關(guān)。1．NH3極易溶于水的原因有哪些？答案①NH3是極性分子，易溶于極性分子H2O形成的溶劑中；②NH3與H2O之間形成分子間氫鍵；③NH3可與水反應(yīng)。2．按要求回答下列問題：(1)HCHO分子的立體構(gòu)型為________形，它與H2加成后，加成產(chǎn)物的熔、沸點比CH4的熔、沸點高，其主要原因是(須指明加成產(chǎn)物是何物質(zhì))________________________________。答案平面三角加成產(chǎn)物CH3OH分子之間能形成氫鍵(2)S位于周期表中第________族，該族元素氫化物中，H2Te比H2S沸點高的原因是_________________________，H2O比H2Te沸點高的原因是____________________________。答案ⅥA兩者均為分子晶體且結(jié)構(gòu)相似，H2Te相對分子質(zhì)量比H2S大，分子間作用力更強兩者均為分子晶體，H2O分子之間存在氫鍵3．H2SeO3的K1和K2分別為2.7×10－3和2.5×10－8，H2SeO4第一步幾乎完全電離，K2為1.2×10－2，請根據(jù)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系解釋：(1)H2SeO3和H2SeO4第一步電離程度大于第二步電離的原因：______________________。(2)H2SeO4比H2SeO3酸性強的原因：__________________________。答案(1)第一步電離產(chǎn)生的H＋抑制第二步電離，第一步電離后生成的負(fù)離子較難再進一步電離出帶正電荷的氫離子(2)H2SeO3和H2SeO4可表示為(HO)2SeO和(HO)2SeO2，H2SeO3中的Se為＋4價，而H2SeO4中的Se為＋6價，正電性更高，導(dǎo)致Se—O—H中O的電子更向Se偏移，在水分子作用下越易電離出H＋題組一共價鍵的極性和分子極性1．下列敘述正確的是()A．NH3是極性分子，N原子處在3個H原子所組成的三角形的中心B．CCl4是非極性分子，C原子處在4個Cl原子所組成的正方形的中心C．H2O是極性分子，O原子不處在2個H原子所連成的直線的中央D．CO2是非極性分子，C原子不處在2個O原子所連成的直線的中央答案C解析NH3是極性分子，N原子處在三角錐形的頂點，3個H原子處于錐底，A錯誤；CCl4是非極性分子，4個Cl原子構(gòu)成的是正四面體結(jié)構(gòu)，C原子處在4個Cl原子所組成的四面體的中心，B錯誤；H2O是極性分子，是V形分子，O原子不處在2個H原子所連成的直線的中央，C正確；CO2是非極性分子，三個原子在一條直線上，C原子處在2個O原子所連成的直線的中央。2．福州大學(xué)王心晨課題組以氨基氰(CH2N2)為原料制得類石墨相氮化碳(g-C3N4)，其單層結(jié)構(gòu)如圖所示。氨基氰(CH2N2)分子中碳、氮原子均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則該分子的結(jié)構(gòu)式為________；該分子為________(填“極性”或“非極性”)分子。答案極性3．如圖所示是過氧化氫(H2O2)分子的空間結(jié)構(gòu)示意圖。(1)寫出過氧化氫分子的電子式：____________________________________。(2)下列關(guān)于過氧化氫的說法中正確的是________(填序號)。①分子中有極性鍵②分子中有非極性鍵③氧原子的軌道發(fā)生了sp2雜化④O—O共價鍵是p-pσ鍵⑤分子是非極性分子(3)過氧化氫難溶于二硫化碳，主要原因是___________________________________________；過氧化氫易溶于水，主要原因是____________________________________________。答案(1)(2)①②(3)H2O2分子是極性分子，CS2分子是非極性分子H2O2分子與H2O分子之間形成氫鍵解析在H—O—O—H分子中，H—O鍵是極性鍵，O—O鍵是非極性鍵。由于H2O2分子具有圖中所示的空間結(jié)構(gòu)，所以H2O2分子是極性分子。借助H2O分子中氧原子發(fā)生的原子軌道雜化可知，H2O2分子中氧原子的原子軌道雜化方式是sp3，所以O(shè)—O共價鍵不是p-pσ鍵。H—O—O—H分子中的O—H鍵決定了H2O2分子之間存在氫鍵。H2O2分子是極性分子，CS2分子是非極性分子，H2O2分子和CS2分子之間不能形成氫鍵，且H2O2和CS2不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，所以過氧化氫難溶于二硫化碳，可用“相似相溶”原理解釋。H2O2分子和H2O分子中都含有O—H鍵，所以H2O2分子與H2O分子之間可形成氫鍵，氫鍵的形成能增大物質(zhì)的溶解度。題組二范德華力、氫鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影響4．按要求回答下列問題(1)H2O在乙醇中的溶解度大于H2S，其原因是___________________________。(2)關(guān)于化合物，下列敘述正確的是________(填字母)。A．分子間可形成氫鍵B．分子中既有極性鍵又有非極性鍵C．分子中有7個σ鍵和1個π鍵D．該分子在水中的溶解度大于2-丁烯(3)已知苯酚()具有弱酸性，其K＝1.1×10－10；水楊酸第一級電離形成的離子能形成分子內(nèi)氫鍵，據(jù)此判斷，相同溫度下電離平衡常數(shù)K2(水楊酸)________K(苯酚)(填“>”或“<”)，其原因是_________________________。(4)化合物NH3的沸點比化合物CH4的高，其主要原因是_____________________。(5)H2O分子內(nèi)的O—H鍵、分子間的范德華力和氫鍵從強到弱依次為________________。的沸點比高，原因是___________________。(6)有一類組成最簡單的有機硅化合物叫硅烷。硅烷的沸點與相對分子質(zhì)量的關(guān)系如圖所示，呈現(xiàn)這種變化的原因是__________________________________________。(7)納米TiO2是一種應(yīng)用廣泛的催化劑，其催化的一個實例如下圖所示?；衔镆业姆悬c明顯高于化合物甲，主要原因是__________________________________________________。eq\o(→,\s\up7(①納米TiO2),\s\do5(②NH3))化合物甲化合物乙答案(1)水分子與乙醇分子之間能形成氫鍵(2)BD(3)<能形成分子內(nèi)氫鍵，使其更難電離出H＋(4)NH3分子間能形成氫鍵(5)O—H鍵>氫鍵>范德華力形成分子內(nèi)氫鍵，而形成分子間氫鍵，分子間氫鍵使分子間作用力增大，沸點升高(6)硅烷為分子晶體，隨相對分子質(zhì)量增大，分子間作用力增強，熔、沸點升高(7)化合物乙分子間存在氫鍵解析(2)題給化合物不能形成分子間氫鍵，A錯誤；是非極性鍵，C—H、C=O是極性鍵，B正確；該有機物的結(jié)構(gòu)式為，σ鍵數(shù)目為9，π鍵數(shù)目為3，C錯誤；該有機物與H2O能形成分子間氫鍵，D正確。(3)氧的電負(fù)性較大，則中形成分子內(nèi)氫鍵，即O—H…O(或—COO－中雙鍵氧與羥基氫之間形成氫鍵)，其大小介于化學(xué)鍵和范德華力之間，使其更難電離出H＋，則水楊酸第二步電離常數(shù)小于苯酚的電離常數(shù)。(4)分子間氫鍵能使分子間作用力增大，使物質(zhì)的熔、沸點升高。(5)氫鍵弱于共價鍵而強于范德華力。前者形成分子間氫鍵，后者形成分子內(nèi)氫鍵。題組三無機含氧酸的酸性5．(2020·長沙市明德中學(xué)檢測)判斷含氧酸酸性強弱的一條經(jīng)驗規(guī)律是含氧酸分子結(jié)構(gòu)中含非羥基氧原子數(shù)越多，該含氧酸的酸性越強。如下表所示：含氧酸酸性強弱與非羥基氧原子數(shù)的關(guān)系名稱次氯酸磷酸硫酸高氯酸結(jié)構(gòu)簡式Cl—OH非羥基氧原子數(shù)0123酸性弱酸中強酸強酸最強酸(1)亞磷酸H3PO3和亞砷酸H3AsO3分子式相似，但它們的酸性差別很大，H3PO3是中強酸，H3AsO3既有弱酸性又有弱堿性。由此可推出它們的結(jié)構(gòu)簡式分別為①________________，②________________。(2)H3PO3和H3AsO3與過量的NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式分別是①________________________________________________________________________，②________________________________________________________________________。(3)在H3PO3和H3AsO3中分別加入濃鹽酸，分析反應(yīng)情況：__________________________，寫出化學(xué)方程式：______________________________________________。答案(1)①②(2)①H3PO3＋2NaOH=Na2HPO3＋2H2O②H3AsO3＋3NaOH=Na3AsO3＋3H2O(3)H3PO3為中強酸，不與鹽酸反應(yīng)，H3AsO3可與鹽酸反應(yīng)H3AsO3＋3HCl=AsCl3＋3H2O解析此題屬于無機含氧酸的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)推斷題，考查同學(xué)們運用題給信息推斷物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的能力。(1)已知H3PO3為中強酸，H3AsO3為弱酸，依據(jù)題給信息可知H3PO3中含1個非羥基氧原子，H3AsO3中不含非羥基氧原子。(2)與過量NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式的書寫，需得知H3PO3和H3AsO3分別為幾元酸，從題給信息可知，含氧酸分子結(jié)構(gòu)中含幾個羥基氫，則該酸為幾元酸。故H3PO3為二元酸，H3AsO3為三元酸。(3)H3PO3為中強酸，不與鹽酸反應(yīng)；H3AsO3為兩性物質(zhì)，可與鹽酸反應(yīng)。題組四手性分子6．下列說法正確的是()A．甘油(CH2OH—CHOH—CH2OH)分子中含有1個手性碳原子B．互為手性異構(gòu)體的化合物，所含化學(xué)鍵的種類和數(shù)目完全相同C．互為手性異構(gòu)體的化合物，在三維空間不能重合，但物理、化學(xué)性質(zhì)卻幾乎完全相同D．互為手性異構(gòu)體的化合物，分子組成不同，所以物理、化學(xué)性質(zhì)也不同答案B解析CH2OH—CHOH—CH2OH分子中不存在手性碳原子，故A錯誤；手性異構(gòu)體為具有完全相同的組成和原子排列的一對分子，所含化學(xué)鍵的種類和數(shù)目完全相同，故B正確；互為手性異構(gòu)體的化合物，物理性質(zhì)不同，光學(xué)活性不同，故C錯誤；互為手性異構(gòu)體的化合物，分子組成相同，故D錯誤。類型一共價鍵問題1．Ge與C是同族元素，C原子之間可以形成雙鍵、三鍵，但Ge原子之間難以形成雙鍵或三鍵。從原子結(jié)構(gòu)角度分析，原因是_________________________________________。答案Ge原子半徑大，原子間形成的σ單鍵較長，p-p軌道肩并肩重疊程度很小或幾乎不能重疊，難以形成π鍵，不易形成雙鍵或三鍵2．碳及其化合物廣泛存在于自然界中，碳在形成化合物時，其鍵型以共價鍵為主，原因是________________________________________________________________________。答案C原子有4個價電子且半徑較小，難以通過得失電子達到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)3．硅是重要的半導(dǎo)體材料，構(gòu)成了現(xiàn)代電子工業(yè)的基礎(chǔ)。碳和硅的有關(guān)化學(xué)鍵鍵能如下所示，簡要分析和解釋下列有關(guān)事實：化學(xué)鍵C—CC—HC—OSi—SiSi—HSi—O鍵能/(kJ·mol－1)365413336226318452(1)硅與碳同族，也有系列氫化物，但硅烷在種類和數(shù)量上都遠(yuǎn)不如烷烴多，原因是________________________________________________________________________。(2)SiH4的穩(wěn)定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是___________________________________。答案(1)C—C和C—H的鍵能較大，所形成的烷烴穩(wěn)定。而硅烷中Si—Si和Si—H的鍵能較小，易斷裂，導(dǎo)致長鏈硅烷難以生成(2)C—H的鍵能大于C—O，C—H比C—O穩(wěn)定。而Si—H的鍵能卻小于Si—O，所以Si—H不穩(wěn)定而傾向于形成穩(wěn)定性更強的Si—O4．下表是CO和N2兩者的鍵能數(shù)據(jù)表：(單位：kJ·mol－1)A—BABABCO3517451071.9N2139418946結(jié)合數(shù)據(jù)說明CO比N2活潑的原因：______________________________________。答案CO中第一個π鍵的鍵能是326.9kJ·mol－1，N2中第一個π鍵的鍵能是528kJ·mol－1，則CO的第一個π鍵比N2更容易斷裂5．CH4的鍵角大于NH3的原因：__________________________________________________。答案CH4都是CH單鍵，鍵與鍵之間的排斥力一樣，所以是正四面體形，鍵角為109?28′，而NH3有未成鍵的孤電子對，孤電子對間的排斥力>孤電子對對成鍵電子對的排斥力>成鍵電子對間的排斥力，所以由于孤電子對的排斥，鍵角要小于沒有孤電子對排斥的CH4的鍵角，且孤電子對越多，排斥力越大6．高溫陶瓷材料Si3N4晶體中鍵角N—Si—N______Si—N—Si(填“>”“<”或“＝”)，原因是________________________________________________________________________。答案>N原子上有孤電子對，由于孤電子對與成鍵電子對的排斥力更大，使得Si—N—Si鍵角較小7．兩種三角錐形氣態(tài)氫化物膦(PH3)和氨(NH3)的鍵角分別為93.6°和107°，試分析PH3的鍵角小于NH3的原因：____________________________________________________。答案N原子的電負(fù)性強于P原子，對成鍵電子對吸引能力更強，成鍵電子對離中心原子更近，成鍵電子對之間距離更小，排斥力更大致使鍵角更大，因而PH3的鍵角小于NH3或N原子的電負(fù)性強于P原子，PH3中P周圍的電子密度小于NH3中N周圍的電子密度，故PH3的鍵角小于NH38．NF3的鍵角______NH3的鍵角(填“>”“<”或“＝”)，理由是________________。9．NHeq\o\al(＋,4)中H—N—H的鍵角比NH3中H—N—H的鍵角______(填“大”或“小”)，原因是________________________________________________________________________。答案大NHeq\o\al(＋,4)中氮原子上均為成鍵電子，而NH3分子中的氮原子上有一對孤電子對，孤電子對和成鍵電子對之間的排斥力強于成鍵電子對之間的排斥力，導(dǎo)致NHeq\o\al(＋,4)中H—N—H的鍵角比NH3中大10．比較NH3和[Cu(NH3)4]2＋中H—N—H鍵角的大?。篘H3______[Cu(NH3)4]2＋(填“>”或“<”)，并說明理由：__________________________________________________________。11．SeOeq\o\al(2－,4)中Se—O的鍵角比SeO3中的鍵角______(填“大”或“小”)，原因是________________________________________________________________________。答案小SeOeq\o\al(2－,4)的立體構(gòu)型為正四面體，鍵角為109°28′，SeO3的立體構(gòu)型為平面正三角形，鍵角為120°類型二和氫鍵有關(guān)的問題12．乙二胺分子(H2N—CH2—CH2—NH2)中氮原子雜化類型為sp3，乙二胺和三甲胺[N(CH3)3]均屬于胺，但乙二胺比三甲胺的沸點高得多，原因是____________________________。答案乙二胺分子間可以形成氫鍵，三甲胺分子間不能形成氫鍵13．丙酸鈉(CH3CH2COONa)和氨基乙酸鈉均能水解，水解產(chǎn)物有丙酸(CH3CH2COOH)和氨基乙酸(H2NCH2COOH)，常溫下丙酸為液體，而氨基乙酸為固體，主要原因是__________。答案羧基的存在使丙酸形成分子間氫鍵，而氨基乙酸分子中，羧基和氨基均能形成分子間氫鍵14．硝酸和尿素()的相對分子質(zhì)量接近，但常溫下硝酸為揮發(fā)性液體，尿素為固體，請解釋原因：________________________________________________。15．氨(NH3)的熔、沸點比聯(lián)氨(H2N—NH2)低的主要原因：____________________________。答案聯(lián)氨分子間形成的氫鍵數(shù)目多于氨分子間形成的氫鍵數(shù)目16．苯胺()與甲苯()的相對分子質(zhì)量相近，但苯胺的熔點(－5.9℃)、沸點(184.4℃)分別高于甲苯的熔點(－95.0℃)、沸點(110.6℃)，原因是____________。答案苯胺分子之間存在氫鍵類型三配位鍵、配合物17．Co2＋在水溶液中以[Co(H2O)6]2＋存在。向含Co2＋的溶液中加入過量氨水可生成更穩(wěn)定的[Co(NH3)6]2＋，其原因是_____________________________________________。答案N元素的電負(fù)性比O元素的電負(fù)性小，N原子提供孤電子對的傾向更大，與Co2＋形成的配位鍵更強18．NH3容易與Cu2＋形成配離子，但NF3不易與Cu2＋形成配離子，其原因是____________。答案F的電負(fù)性比N大，N—F鍵的成鍵電子對向F偏移，導(dǎo)致NF3中N原子核對其孤電子對的吸引力增強，難以形成配位鍵19．氟硼酸(HBF4，屬于強酸)常用于替代濃硫酸作鉛蓄電池的電解質(zhì)溶液，可由HF和BF3合成，從化學(xué)鍵形成角度分析HF與BF3能化合的原因：________________________________。答案HF分子中F原子有孤電子對，而BF3分子中B原子有空軌道，二者可形成配位鍵20．乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一種有機化合物。乙二胺能與Mg2＋、Cu2＋等金屬離子形成穩(wěn)定環(huán)狀離子，其原因是____________________________________________________________，其中與乙二胺形成的化合物穩(wěn)定性相對較高的是______(填“Mg2＋”或“Cu2＋”)。答案乙二胺的兩個N提供孤電子對給金屬離子形成配位鍵Cu2＋21．金屬銅單獨與氨水或單獨與過氧化氫都不反應(yīng)，但可與氨水和過氧化氫的混合溶液反應(yīng)，其原因是______________________________________________________。答案過氧化氫為氧化劑，可氧化金屬銅為Cu2＋，氨與Cu2＋形成配離子，兩者相互促進使反應(yīng)進行22．在實驗室不適宜用可溶性鋅鹽與氨水反應(yīng)制備氫氧化鋅的原因：____________________。答案可溶性鋅鹽與氨水反應(yīng)產(chǎn)生的氫氧化鋅會溶于過量的氨水中，生成[Zn(NH3)4]2＋，氨水的量不易控制23．已知硼酸(H3BO3)是一元酸，解釋其原因：______________________。答案H3BO3與一個水分子可形成配位鍵，產(chǎn)生[B(OH)4]－和一個H＋24．CO為配合物中常見的配體。CO作配體時，提供孤電子對的通常是C原子而不是O原子，其原因是___________________________________________。答案C元素電負(fù)性比O元素小，C原子提供孤電子對的傾向更大，更易形成配位鍵1．(2020·浙江7月選考，26)(1)氣態(tài)氫化物熱穩(wěn)定性HF大于HCl的主要原因是____________。(2)CaCN2是離子化合物，各原子均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，CaCN2的電子式是_____________。(3)常溫下，在水中的溶解度乙醇大于氯乙烷，原因是________________________________。答案(1)原子半徑：F＜Cl，鍵能：F—H＞Cl—H(2)(3)乙醇與水之間形成氫鍵而氯乙烷不能與水形成氫鍵解析(1)同一主族元素，從上到下，原子半徑逐漸增大，即原子半徑：F＜Cl，原子半徑越小，化學(xué)鍵的鍵長越短，鍵能越大，氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性越大。(2)CaCN2是離子化合物，各原子均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，故電子式為。(3)乙醇分子中有羥基，2．[2020·新高考全國卷Ⅰ(山東)，17(1)(2)(3)]CdSnAs2是一種高遷移率的新型熱電材料，回答下列問題：(1)Sn為ⅣA族元素，單質(zhì)Sn與干燥Cl2反應(yīng)生成SnCl4。常溫常壓下SnCl4為無色液體，SnCl4立體構(gòu)型為____________，其固體的晶體類型為____________。(2)NH3、PH3、AsH3的沸點由高到低的順序為____________(填化學(xué)式，下同)，還原性由強到弱的順序為____________，鍵角由大到小的順序為____________。(3)含有多個配位原子的配體與同一中心離子(或原子)通過螯合配位成環(huán)而形成的配合物為螯合物。一種Cd2＋配合物的結(jié)構(gòu)如圖所示，1mol該配合物中通過螯合作用形成的配位鍵有________mol，該螯合物中N的雜化方式有__________種。答案(1)正四面體形分子晶體(2)NH3、AsH3、PH3AsH3、PH3、NH3NH3、PH3、AsH3(3)61解析(1)Sn最外層有4個電子，與4個Cl形成4個σ鍵，因此SnCl4的立體構(gòu)型為正四面體形；由題給信息知SnCl4常溫常壓下為液體，說明SnCl4的熔點較低，所以其固體的晶體類型為分子晶體。(2)NH3、PH3、AsH3均為分子晶體，NH3分子間形成氫鍵，因此沸點高于PH3、AsH3；AsH3、PH3的分子結(jié)構(gòu)相似，AsH3的相對分子質(zhì)量大于PH3，因此AsH3的沸點高于PH3，即三者沸點由高到低的順序為NH3、AsH3、PH3。非金屬性：N＞P＞As，因此氫化物的還原性由強到弱的順序為AsH3、PH3、NH3。NH3、PH3、AsH3分子中，N、P、As均形成3對共用電子對和一對孤電子對，原子半徑：As＞P＞N，鍵長：As—H＞P—H＞N—H，因此σ鍵電子對之間的排斥力由強到弱的順序為N＞P＞As，即鍵角由大到小的順序為NH3、PH3、AsH3。(3)由題給圖示可知，通過螯合作用形成了3個環(huán)，每個環(huán)中Cd2＋均可與2個N原子或2個氧原子形成配位鍵，即1個Cd2＋與4個N原子分別形成4個配位鍵，與2個O原子分別形成2個配位鍵，因此1mol該配合物中通過螯合作用形成的配位鍵有6mol；每個N原子均形成3個σ鍵，因此所有N原子的雜化方式均為sp2雜化，即雜化方式只有1種。3．[2020·全國卷Ⅰ，35(3)]磷酸根離子的立體構(gòu)型為________，其中P的價層電子對數(shù)為________、雜化軌道類型為________。答案正四面體形4sp3解析根據(jù)價層電子對互斥理論，POeq\o\al(3－,4)中P的價層電子對數(shù)為4＋eq\f(5－2×4＋3,2)＝4，無孤電子對，故雜化軌道類型為sp3，立體構(gòu)型為正四面體形。4．[2020·全國卷Ⅱ，35(2)]Ti的四鹵化物熔點如下表所示，TiF4熔點高于其他三種鹵化物，自TiCl4至TiI4熔點依次升高，原因是____________________________________________?；衔颰iF4TiCl4TiBr4TiI4熔點/℃377－24.1238.3155答案TiF4為離子化合物，熔點高，其他三種均為共價化合物，隨相對分子質(zhì)量的增大，分子間作用力增大，熔點逐漸升高解析TiF4的熔點明顯高于TiCl4，而TiCl4、TiBr4、TiI4的熔點依次升高，由此說明TiF4為離子化合物，而TiCl4、TiBr4、TiI4為共價化合物，共價化合物隨相對分子質(zhì)量的增大，分子間作用力增大，因此熔點逐漸升高。5．[2020·全國卷Ⅲ，35(2)(3)](2)NH3BH3分子中，N—B化學(xué)鍵稱為________鍵，其電子對由________提供。氨硼烷在催化劑作用下水解釋放氫氣：3NH3BH3＋6H2O3NHeq\o\al(＋,4)＋B3Oeq\o\al(3－,6)＋9H2↑B3Oeq\o\al(3－,6)的結(jié)構(gòu)為。在該反應(yīng)中，B原子的雜化軌道類型由________變?yōu)開_______。(3)NH3BH3分子中，與N原子相連的H呈正電性(Hδ＋)，與B原子相連的H呈負(fù)電性(Hδ－)，電負(fù)性大小順序是_____________。與NH3BH3原子總數(shù)相等的等電子體是____________(寫分子式)，其熔點比NH3BH3________(填“高”或“低”)，原因是在NH3BH3分子之間，存在________________作用，也稱“雙氫鍵”。答案(2)配位Nsp3sp2(3)N＞H＞BC2H6低Hδ＋與Hδ－的靜電引力解析(2)NH3分子中N原子有1對孤電子對，BH3分子中B原子有空軌道，則NH3BH3分子中N—B化學(xué)鍵是配位鍵，N原子提供孤電子對，B原子提供空軌道。NH3BH3中B原子形成3個B—H鍵和1個B—N鍵，B原子周圍有4對成鍵電子對，則B原子采取sp3雜化；中每個B原子均形成3個B—O鍵，且B原子最外層不含孤電子對，則B原子采取sp2雜化，故在該反應(yīng)中，B原子的雜化軌道類型由sp3變?yōu)閟p2。(3)NH3BH3分子中，與N原子相連的H呈正電性(Hδ＋)，與B原子相連的H呈負(fù)電性(Hδ－)，說明N的電負(fù)性強于H，B的電負(fù)性弱于H，故電負(fù)性：N＞H＞B。NH3BH3分子含8個原子，其價電子總數(shù)為14，與其互為等電子體的分子是C2H6。NH3BH3分子間存在“雙氫鍵”，類比“氫鍵”的形成原理，則CH3CH3熔點比NH3BH3低的原因是在NH3BH3分子之間存在Hδ＋與Hδ－的靜電引力。6．[2019·全國卷Ⅲ，35(2)(4)(5)](2)FeCl3中的化學(xué)鍵具有明顯的共價性，蒸汽狀態(tài)下以雙聚分子存在的FeCl3的結(jié)構(gòu)式為_________________________________________________，其中Fe的配位數(shù)為________。(4)NH4H2PO4中，電負(fù)性最高的元素是________；P的________雜化軌道與O的2p軌道形成________鍵。(5)NH4H2PO4和LiFePO4屬于簡單磷酸鹽，而直鏈的多磷酸鹽則是一種復(fù)雜磷酸鹽，如焦磷酸鈉、三磷酸鈉等。焦磷酸根離子、三磷酸根離子如圖所示：這類磷酸根離子的化學(xué)式可用通式表示為_____________________________________(用n代表P原子數(shù))。答案(2)4(4)Osp3σ(5)(PnO3n＋1)(n＋2)－解析(2)Fe能夠提供空軌道，而Cl能夠提供孤電子對，故FeCl3分子雙聚時可形成配位鍵。由常見AlCl3的雙聚分子的結(jié)構(gòu)可知FeCl3的雙聚分子的結(jié)構(gòu)式為，其中Fe的配位數(shù)為4。(4)同周期從左到右，主族元素的電負(fù)性逐漸增強，故O的電負(fù)性大于N，同主族從上到下，元素的電負(fù)性逐漸減小，故電負(fù)性N大于P，又因H的電負(fù)性小于O，因此NH4H2PO4中電負(fù)性最高的元素是O。POeq\o\al(3－,4)中中心原子P的價層電子對數(shù)為4，故P為sp3雜化，P的sp3雜化軌道與O的2p軌道形成σ鍵。(5)由三磷酸根離子的結(jié)構(gòu)可知，中間P原子連接的4個O原子中，2個O原子完全屬于該P原子，另外2個O原子分別屬于2個P原子，故屬于該P原子的O原子數(shù)為2＋2×eq\f(1,2)＝3，屬于左、右兩邊的2個P原子的O原子數(shù)為3×2＋eq\f(1,2)×2＝7，故若這類磷酸根離子中含n個P原子，則O原子個數(shù)為3n＋1，又因O元素的化合價為－2價，P元素的化合價為＋5價，故該離子所帶電荷為－2×(3n＋1)＋5n＝－n－2，這類磷酸根離子的化學(xué)式可用通式表示為(PnO3n＋1)(n＋2)－。7．[2018·全國卷Ⅱ，35(2)(4)](2)根據(jù)價層電子對互斥理論，H2S、SO2、SO3的氣態(tài)分子中，中心原子價層電子對數(shù)不同于其他分子的是__________________。(4)氣態(tài)三氧化硫以單分子形式存在，其分子的立體構(gòu)型為________形，其中共價鍵的類型有________種；固體三氧化硫中存在如圖所示的三聚分子，該分子中S原子的雜化軌道類型為________。答案(2)H2S(4)平面三角2sp3解析(2)根據(jù)價層電子對互斥理論可知，H2S、SO2、SO3三種分子中S原子的價層電子對數(shù)分別為4、3、3，因此H2S中S原子價層電子對數(shù)不同于其他兩種分子。(4)SO3的中心原子為S，中心原子的孤電子對數(shù)＝(6－2×3)/2＝0，價層電子對數(shù)為0＋3＝3，S為sp2雜化，根據(jù)sp2雜化軌道構(gòu)型可知，SO3的立體構(gòu)型為平面三角形，符合形成大π鍵的條件，可形成4中心6電子大π鍵，因此有兩種共價鍵類型。如圖(b)所示的三聚分子中每個S原子與4個O原子結(jié)合，形成正四面體結(jié)構(gòu)，S原子的雜化軌道類型為sp3。8．[2017·全國卷Ⅱ，35(3)]經(jīng)X射線衍射測得化合物R的晶體結(jié)構(gòu)，其局部結(jié)構(gòu)如圖(b)所示。①從結(jié)構(gòu)角度分析，R中兩種陽離子的相同之處為________，不同之處為________。(填字母)A．中心原子的雜化軌道類型B．中心原子的價層電子對數(shù)C．立體結(jié)構(gòu)D．共價鍵類型②R中陰離子Neq\o\al(－,5)中的σ鍵總數(shù)為________個。分子中的大π鍵可用符號Πeq\o\al(n,m)表示，其中m代表參與形成大π鍵的原子數(shù)，n代表參與形成大π鍵的電子數(shù)(如苯分子中的大π鍵可表示為Πeq\o\al(6,6))，則Neq\o\al(－,5)中的大π鍵應(yīng)表示為________。③圖(b)中虛線代表氫鍵，其表示式為(NHeq\o\al(＋,4))N—H…Cl、_________________、____________。答案①ABDC②5Πeq\o\al(6,5)③(H3O＋)O—H…N(Neq\o\al(－,5))(NHeq\o\al(＋,4))N—H…N(Neq\o\al(－,5))1．下列對分子的性質(zhì)的解釋，不正確的是()A．碘易溶于四氯化碳，甲烷難溶于水都可用相似相溶原理解釋B．酸性：H3PO4>HClO，因為H3PO4的非羥基氧原子數(shù)比HClO的多C．SiCl4分子中硅氯鍵的極性比CCl4中碳氯鍵的弱D．青蒿素分子式為C15H22O5，結(jié)構(gòu)如圖，該分子中包含7個手性碳原子答案C解析碘是非極性分子，易溶于非極性溶劑四氯化碳，甲烷屬于非極性分子，難溶于極性溶劑水，所以都可用相似相溶原理解釋，所以A正確；H3PO4的非羥基氧原子數(shù)比HClO的多，含氧酸中非羥基氧原子數(shù)越多，酸性越強，所以磷酸的酸性強于次氯酸，所以B正確；碳元素的電負(fù)性大于硅元素，因此Si、Cl間的電負(fù)性差別較大，Si—Cl的極性強，故C錯誤；手性碳原子是指碳原子周圍相連的4個原子或原子團都不相同。根據(jù)青蒿素的結(jié)構(gòu)簡式圖知，該分子中包含7個手性碳原子，故D正確。2．關(guān)于氫鍵和分子間作用力，下列說法不正確的是()A．水在結(jié)冰時體積膨脹，是由于水分子之間存在氫鍵B．NH3的穩(wěn)定性很強，是因為其分子間能形成氫鍵C．在氨水中水分子和氨分子之間也存在著氫鍵D．分子間作用力較弱，破壞它所需能量較少答案B解析水在結(jié)冰時體積膨脹是由于水分子間以氫鍵互相聯(lián)結(jié)，氫鍵有方向性和飽和性，所以形成的晶體相對疏松，從而在結(jié)構(gòu)上有許多空隙，造成體積膨脹，A項正確；NH3的穩(wěn)定性取決于N—H鍵的穩(wěn)定性，而不是氫鍵，B項錯誤；氨分子和水分子之間主要是以氫鍵結(jié)合，氨氣極易溶于水，所以在氨水中水分子和氨分子之間存在氫鍵，C項正確；分子間作用力較弱，破壞它所需能量較少，D項正確。3．下列有關(guān)氫鍵的說法正確的是()A．HF溶液中存在三種類型的氫鍵B．的沸點比的低C．H2O的穩(wěn)定性高，是因為水分子間存在氫鍵D．形成分子內(nèi)氫鍵，故比難電離答案D解析HF溶液中HF與HF、H2O與H2O、HF與H2O之間均存在氫鍵，氫鍵類型有如下4種：F—H…F、F—H…O、O—H…F、O—H…O，A項錯誤；形成分子間氫鍵，而OHCHO形成分子內(nèi)氫鍵，分子間氫鍵使分子間作用力增大，故HOCHO的沸點比的高，B項錯誤；H2O的穩(wěn)定性高，是因為水分子中H—O鍵的鍵能大，而氫鍵影響物理性質(zhì)，C項錯誤；相對于，苯環(huán)上多了一個—COO－，羥基上與氧結(jié)合的氫原子能與羧基上氧原子形成氫鍵，使其更難電離出H＋，因此的電離常數(shù)比的電離常數(shù)小，D項正確。4．尿的主要成分是尿素，化學(xué)式為CO(NH2)2，結(jié)構(gòu)簡式可表示為。下列有關(guān)說法正確的是()A．1molCO(NH2)2分子中含有3molσ鍵B．CO(NH2)2分子中C原子、N原子的軌道雜化類型是均為sp3C．組成尿素的四種元素第一電離能由大到小的順序是O、N、C、HD．根據(jù)結(jié)構(gòu)推測，尿素可能易溶于水，熔、沸點高于丙酮()答案D解析單鍵是σ鍵，雙鍵中一個σ鍵，所以1molCO(NH2)2分子中含有7molσ鍵，故A錯誤；CO(NH2)2分子中C原子形成三個σ鍵、N原子形成三個σ鍵和一對孤電子對，所以C原子、N原子的軌道雜化類型分別為sp2、sp3，故B錯誤；同一周期元素，其第一電離能隨著原子序數(shù)增大而呈增大趨勢，但第ⅡA族、第ⅤA族第一電離能大于其相鄰元素，這四種元素第一電離能由大到小的順序是N、O、C、H，故C錯誤；尿素分子與水分子間易形成氫鍵，所以尿素可能易溶于水，尿素分子間也可形成氫鍵，所以尿素的熔、沸點高于丙酮，故D正確。5．下列說法正確的是()①S8分子中S原子采用的軌道雜化方式為sp3②C2H4分子中只有以s軌道與sp2雜化軌道“頭碰頭”方式重疊而成的σ鍵③SnBr2分子中Br—Sn—Br的鍵角<120°④H3O＋中H—O—H鍵角比H2O中H—O—H鍵角大A．①②B．③④C．①②③D．①③④答案D解析①S8是一個環(huán)形分子，每個S與兩個其他S原子相連，S原子形成兩對孤電子對，兩個σ鍵，所以S是sp3雜化，故正確；②碳碳雙鍵中一個是σ鍵，還有一個是π鍵，所以除了碳?xì)洇益I(s-sp2σ鍵)，還有sp2-sp2σ鍵，故錯誤；③SnBr2分子中，Sn原子的價層電子對數(shù)目是eq\f(4＋2,2)＝3，配位原子數(shù)為2，故Sn含有1對孤電子對，SnBr2立體構(gòu)型為V形，根據(jù)價層電子對互斥理論可以判斷其鍵角小于120°，故正確；④H3O＋價層電子對理論模型為四面體形，氧原子采取sp3雜化，H2O中O原子有兩對孤電子對，H3O＋中O原子有一對孤電子對，因為孤電子對間的排斥力>孤電子對與成鍵電子對間的排斥力>成鍵電子對間的排斥力，導(dǎo)致H3O＋中H—O—H鍵角比H2O中H—O—H鍵角大，故正確。6．關(guān)于化學(xué)式為[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O的配合物，下列說法正確的是()A．配位體是Cl－和H2O，配位數(shù)是8B．中心離子是Ti4＋，配離子是[TiCl(H2O)5]2＋C．內(nèi)界和外界中的Cl－的數(shù)目比是1∶2D．在1mol該配合物中加入足量AgNO3溶液，可以得到3molAgCl沉淀答案C解析配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O中配位體是Cl－和H2O，配位數(shù)是6，故A錯誤；中心離子是Ti3＋，故B錯誤；配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O，內(nèi)配離子Cl－為1，外配離子Cl－為2，內(nèi)界和外界中的Cl－的數(shù)目比是1∶2，故C正確；加入足量AgNO3溶液，外界離子Cl－與Ag＋反應(yīng)，內(nèi)配離子Cl－不與Ag＋反應(yīng)，1mol該配合物只能生成2molAgCl沉淀，故D錯誤。7．下列有關(guān)說法不正確的是()A．C3H8中碳原子都采用的是s